[发明专利]大面积薄膜沉积PECVD电极结构及设备

说明书

技术领域

本发明涉及PECVD镀膜技术领域，特别是一种大面积薄膜沉积PECVD电极结构及设备。

背景技术

近年来，随着平板显示器(FPD)以及太阳能电池的发展，产品的更新换代速度在不断地提升，其尺寸在不断地加大、其性能不断地在提高。由于产品尺寸的加大，因此以往生产小尺寸产品所使用的设备以及技术，不能应用于大尺寸产品。

如果利用以往小型基板中使用的设备的设计理念生产大尺寸产品，就会出现沉积速率慢、膜厚不均、缺陷增多、转换效率低、良品率低等问题。例如：在薄膜太阳能电池的生产中，以往的非晶半导体电池是单结的电池，制造相对容易，但是，光电转换效率在10％以下，近年来，随着科学技术的进步，新型太阳能电池在不断地开发，转换效率在不断地提高，薄膜硅太阳能电池也是如此，由于以往单结太阳能电池的转换效率相对低，开发的双结或多结太阳能电池转换效率相对高，多数厂家都向多结太阳能电池(也称之为叠层太阳能电池)转型升级。

一般非晶硅薄膜太阳能电池是在基板上形成透明电极后，再形成p(n)层、i层、n(p)层、背面电极，然后，根据需要在背面贴合保护层，再加一片玻璃等保护起来并引出电极。当然，不排除各层利用晶硅和非晶的结合型单结太阳能电池。

多结硅基薄膜太阳能电池与单结硅基薄膜太阳能电池相同，它是在原来的非晶硅p(n)层、i层、n(p)层的p(n)-i-n(p)结构(一般称为顶层或上层电池)上，再形成微晶或多晶构成的p(n)层、i层、n(p)层的p(n)-i-n(p)结构(一般称之为上层或底层电池)、然后，再形成背面电极，在背面贴合保护层，再加一片玻璃保护起来，形成叠层电池。根据情况需要，在底层和上层之间有时还增加一层透明导电层。

多结硅基薄膜太阳能电池是在原来的由非晶半导体薄膜如非晶硅(a-Si)薄膜组成的太阳能电池基础上，又增加了微晶或结晶半导体薄膜的多层叠加结构。如：在原有非晶硅电池的基础上叠加微晶硅(uc-Si)或多晶层(c-Si)，利用不同半导体薄膜吸收不同波长的太阳光，能够提高产品的光电转换能力。然而，在太阳能电池的生产过程中，即使在非晶薄膜太阳能电池生产中能够满足生产需要的设备和技术，如果用于生产微晶(结晶)或非晶半导体与非晶半导体叠层薄膜太阳能电池中，就不能满足生产的需要了，因此，设备需要进行不断地改进、技术需要不断地创新。

另外，除了上述叠加太阳能电池外，还有三层或多层的太阳能电池。也就是需要继续在叠层太阳能电池上叠加类似的结构。

利用传统的平板电极在1400mm×1100mm以上大型基板形成薄膜时，由于面积的增大，难以形成均匀厚度、均匀膜质，特别是微晶硅薄膜的形成过程中，沉积速率更慢。

反应后气体难以排出，会在基板上继续与硅烷气体等继续反应，形成高阶气体，特别是在基板的中间部位的气体，反应后气体距离两端的排放口比较远，反应后气体，如果从基板两端排气时，由于基板面积大，气体在排气过程中，流动行程长，很难避免在排气中反应过后气体会继续发生反应，生成新的物质。特别是反应生成的高阶硅烷，在没有及时排出的情况下，会继续反应，由于在反应中会产生微粒子，因为微粒子重力的原因，沉积在薄膜中。此时，如果水平设置在下面电极的基板，就会构成薄膜缺陷，降低薄膜质量和成品率，特别是会引起上述的光致衰减和失效衰减问题。

另外，水平设置基板的PECVD设备一般只能设置一片基板进行薄膜沉积，如果要同时沉积多片基板的话，只能横向加大沉积电极的面积，对于本来就很大的5代设备而言，继续加大设备显然是不现实的问题。只有改变设备的整体结构才能有更高的生产效率。

发明内容

本发明为了解决目前传统的PECVD设备生产大尺寸的产品时存在上述的问题而提供的能加快成膜过程中的排气速度，降低二次反应生成的高阶硅烷，降低薄膜表面的缺陷，提高薄膜质量，同时提高微晶硅或多晶硅的成膜速度，形成高质量的薄膜，提高薄膜硅太阳能电池的转换效率的一种大面积薄膜沉积PECVD电极结构及设备。

为达到上述功能，本发明提供的技术方案是：

一种大面积薄膜沉积PECVD电极结构，包括阳极和阴极，其特征在于：所述阳极和所述阴极平行相对设置，所述阳极和所述阴极竖直设置在设备的真空腔体内，所述阴极上设置有复数个供气孔和2个以上的排气孔，基板放置在所述阳极的正反两面附近。

优选地，所述供气孔距离所述基板的距离小于所述排气孔距离所述基板的距离。

优选地，复数个所述的供气孔均匀地设置在所述阴极上，两个相邻的供气孔之间的距离不大于10mm。